塑料处理器应用

被输气管包裹着的有机气体传感器使用软性微处理器清除嘈杂信号，来对任何泄露情况进行报告。塑料电子产品使得一次性交互显示器可以被包装起来，例如食品。

制造塑料晶体管处理器是一项挑战，因为和有序硅晶体制作的晶体管不同，所有塑料晶体管的表现可能不是相同的。每个晶体管的表现有轻微差别是因为它们是由非结晶的并五苯分子所组成。

研究小组成功了，但这并不意味着塑料处理器可以在消费计算机上替换硅处理器。有机材料在根本上限制了运行速度。研发人员希望塑料处理器出现在硅处理器因为价格和物理上的非柔性而产生瓶颈的地方。低廉的有机材料与传统硅相比，可以使塑料方法的价格降低十倍。

制造这种处理器，首先要准备25微米厚的软性塑料片，然后在上面铺上一层金电极，接着是一个绝缘塑料层和组成处理器4000个晶体管的塑料半导体。通过旋转塑料薄片把一滴有机液体铺成薄而均匀的一层来制作晶体管。缓慢加热塑料薄片，液体变成在有机半导体中广泛使用的并五苯固体（pentacene）。然后使用光刻法蚀刻并五苯层来使晶体管最终成型。

将来通过印刷如油墨一样的有机部件，可以使制作这种处理器的成本更低廉。

该处理器只能运行16条指令的简单程序。命令是被硬编码进用塑料电路蚀刻的附属薄片上，这样就可以与处理器连接起来“加载”程序。这样处理器可以计算进来的信号的运行平均值，这是一个接收传感器信号并进行处理的芯片要做的事情。芯片以6赫兹的速度运行（这比桌面机器运行速度慢100万倍），与计算机处理器128位的处理能力相比，这个芯片最多只能处理8位的信息。

欧洲的研究人员使用4000个塑料或有机晶体管来制造塑料微处理器，这种处理器大概为2平方厘米大小，置于软性塑料薄片上。与使用硅相比，这种材料可以降低成本，并提高柔韧性。

在有机处理器被展示的大会上，研究人员展示了首个印刷有机DRAM存储器（动态随机存储器），大多数电脑都是用这种存储器和处理器一起工作用于短期数据存储。通过喷雾器的喷嘴喷出有机“油墨”层来制作24平方微米大小的存储器阵列，可以存储64位的信息。

之前的印刷存储器是非挥发的，也就是说，即使断电，它也会保存数据，这不适合包括了频繁读写和改写操作的短期存储。明尼苏达的研究小组能够印刷DRAM是因为他们设计了一种印刷有机晶体管，使用离子凝胶绝缘物质隔离电极。

内部的离子较之传统的非离子绝缘体可以使凝胶层存储更多的电荷。这强调了限制有机存储器发展的两个问题。凝胶的电荷存储能力降低了操作晶体管和由其构成的存储器所需的功率；也使得存储器中用来表示1和0的电荷等级变得明显，并可以在不需要存储器刷新的情况下持续一分钟之久。

有机印刷DRAM可用于由印刷有机LED构成的显示器中图像帧的短期存储。这使得更多的设备可以用印刷方法来制造，抛弃一些硅组件，并降低成本。

把有机微处理器和存储器结合起来的方法可以降低成本，尽管张伟说这两者还不能连接。但是在将来，这是可行的。

首个塑料半导体计算机处理器和存储器芯片的诞生表明，有一天，计算机的影响将无处不在。

根据微处理器的应用领域，微处理器大致可以分为三类：通用高性能微处理器、嵌入式微处理器和数字信号处理器、微控制器。一般而言，通用处理器追求高性能，它们用于运行通用软件，配备完备、复杂的操作系统；嵌入式微处理器强调处理特定应用问题的高性能，主要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操作系统，主要用于蜂窝电话、CD播放机等消费类家电；微控制器价位相对较低，在微处理器市场上需求量最大，主要用于汽车、空调、自动机械等领域的自控设备。

CPU是Central Processing Unit（中央微处理器）的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人，那么CPU就是人的大脑。CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到Pentium 4时代，只经过了二十一年的时间。

1975年，IBM公司生产了几款基于RISC 设计的处理器。其中801就是RISC之父John Cocke的杰作。最终15年后设计出Power 架构系列产品,若干年后更出出现一个影响深远的RISC结构的芯片系列ARM

这是八十年代后，RISC架构被工业界认可后发展起的一种，HP的HPPA-RISC

1975年，摩托罗拉推出 6800 ，该款处理器拥有78条指令集。摩托罗拉很多款单片装处理器和微处理器的设计思想都来源于6800 ，即使曾经很流行功能强大的6809 也是继承了6800 血统。1985年，摩托罗拉推出MC68010和已经命名为88000的32位RISC处理器系列。但1990年由于要全力研制PowerPC而被迫停产。

Z-80是由从Intel离走的Frederico Faggin设计的8位微处理器，被认为是8080的增强版，------是也是当年很牛的一款单片机，比后来风光无限的51系列更早进入中国，八十年代初学校都是以Z80为基础教学，那种需要用电视作显示器的单板电脑就是用的这种芯片。

不过最先推出的单芯片16位处理器当数TI TMS 9900。虽然出道后势头强劲，但TI为了发展DSP业务，不得不在1982年缩小9900的产量

半导体行业另一巨头，美国国家半导体公司，就是后来收购了设计X86系列处理器的Cyrix公司的，这是1983年由国家半导体（National Semiconductor）推出NS32032，也是一款RISC处理器，但是可惜的是RISC架构的处理器在个人电脑应用中只有POWERPC芯片的市场还算比较成功，其它的都可以说很失败，不过在另一领域：嵌入式应用中，RISC架构的处理器确是风光无限。

1981年，由斯坦福大学和部分研究者研制出MIPS。处理器利用了深度流水线技术。它通过简化指令的操作周期，解决了流水线的瓶颈－联锁问题，促成RISC思想的重要转变。

1982年，由美国伯克利大学研制的RISC-I，只有32条指令，并且具有流水线操作和使用寄存器窗口，性能比同时代单芯片设计都优越

ARM是一家芯片设计公司，自己不生产芯片，而是通过授权生产来发展ARM系列处理器 。ARM公司在1990年11月英国剑桥的一个谷仓里成立，最初只有12人，经过11年多的发展，今日的ARM公司已经拥有700多名员工，其中60%以上都从事研发工作，ARM公司是一家既不生产芯片（fabless）也不销售芯片（chipless）的公司，它通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式。更重要的是，这种商业模式取得极大的成功，采用ARM技术IP核的微处理器遍及各类电子产品：汽车、消费电子、成像、工业控制、海量存储、网络、安保和无线等市场，ARM技术几乎无处不在。ARM将其技术授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商，每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。利用这种合伙关系，ARM很快成为许多全球性RISC标准的缔造者。总共有30家半导体公司与ARM签订了硬件技术使用许可协议，其中包括Intel、IBM、LG半导体、NEC、SONY、菲利浦和国民半导体这样的大公司。至于软件系统的合伙人，则包括微软、升阳和MRI等一系列知名公司。